S350GD+Z vs S350GD+AZ – Komposisi, Perlakuan Panas, Sifat, dan Aplikasi

Pengenalan

S350GD+Z dan S350GD+AZ adalah dua varian permukaan yang umum dari keluarga baja struktural berkekuatan tinggi EN 10346. Keduanya didasarkan pada substrat S350GD — baja rendah paduan (HSLA) yang dilaminasi dingin dengan kekuatan minimum yang dijamin sebesar 350 MPa — tetapi berbeda dalam perlindungan permukaan dan perilaku dalam layanan. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana manufaktur sering menghadapi dilema pemilihan: memprioritaskan biaya yang lebih rendah dan perlindungan korosi yang luas, atau memprioritaskan ketahanan korosi suhu tinggi yang lebih baik dan kinerja penghalang. Pilihan berputar di sekitar lingkungan korosi, metode pengelasan dan fabrikasi, kompatibilitas pelapisan dengan cat, dan biaya siklus hidup.

Perbedaan teknis utama antara keduanya terletak pada sistem pelapisan: satu dilapisi seng dengan celup panas (galvanisasi korosif) dan yang lainnya menggunakan pelapisan paduan berbasis aluminium (biasanya Al–Si). Perbedaan pelapisan ini mempengaruhi mekanisme korosi, stabilitas suhu tinggi, perilaku pembentukan, dan terkadang ketersediaan serta harga — sehingga sering dibandingkan secara langsung dalam desain dan pengadaan.

1. Standar dan Penunjukan

• Standar Eropa yang relevan: EN 10346 — produk baja datar yang dilapisi celup panas secara kontinu untuk pembentukan dingin.
• Referensi internasional dan regional yang dapat digunakan bersamaan: ASTM/ASME (untuk praktik korosi dan pelapisan), JIS (untuk baja berlapis yang sebanding), dan berbagai spesifikasi pengadaan nasional.
• Kelas material: HSLA (baja karbon rendah berkekuatan tinggi), dengan pelapisan permukaan logam (seng atau aluminium-silikon).
• Penunjukan:
• S350GD+Z: substrat S350GD dengan pelapisan seng celup panas (tergalvanisasi).
• S350GD+AZ: substrat S350GD dengan pelapisan berbasis aluminium (umumnya paduan Al–Si, disebut sebagai aluminized atau berlapis Al–Si).

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Di bawah ini adalah tabel komposisi kualitatif untuk paduan substrat dan elemen mikro paduan jejak yang digunakan dalam S350GD. Harap dicatat bahwa elemen pelapisan (Zn atau Al-Si) bukan bagian dari kimia substrat tetapi diterapkan sebagai lapisan logam.

Elemen	Peran khas dalam substrat S350GD
C (Karbon)	Tingkat karbon rendah untuk menyeimbangkan kekuatan dan kemampuan las; dikendalikan untuk membatasi kemampuan pengerasan.
Mn (Mangan)	Elemen penguat utama untuk kekuatan hasil dan kekuatan tarik; hadir pada tingkat sedang.
Si (Silikon)	Elemen residu dan deoksidasi; dibatasi untuk menghindari pengurangan ketangguhan jika berlebihan.
P (Fosfor)	Diperlakukan sebagai kotoran; dijaga rendah untuk ketangguhan.
S (Belerang)	Kotoran yang dikendalikan; tingkat rendah untuk meningkatkan kemampuan bentuk dan kualitas las.
Cr, Ni, Mo	Tidak merupakan tambahan paduan utama yang khas dalam S350GD; mungkin tidak ada atau hanya hadir sebagai kotoran/jejak.
V, Nb, Ti	Elemen mikro paduan yang kadang-kadang digunakan untuk mencapai penguatan butir halus melalui presipitasi dan kontrol butir.
B	Jarang untuk kelas ini; bukan elemen penentu.
N (Nitrogen)	Dikendalikan selama pemrosesan; dapat mempengaruhi presipitasi dan kekuatan.

Bagaimana paduan mempengaruhi sifat: - Karbon dan mangan memberikan kekuatan dasar. Menjaga karbon rendah meningkatkan kemampuan las. - Elemen mikro paduan (Nb, V, Ti), ketika ada, memberikan penguatan melalui pemurnian butir dan presipitasi, meningkatkan kekuatan hasil tanpa peningkatan karbon yang besar. - Komposisi pelapisan (seng atau aluminium-silikon) adalah lapisan logam terpisah yang memberikan perlindungan korosi dan tidak secara signifikan mengubah sifat mekanik bulk substrat, meskipun mempengaruhi perilaku permukaan selama pembentukan, pengelasan, dan pengecatan.

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

S350GD diproduksi melalui proses penggulungan dan pelunakan yang terkontrol untuk menghasilkan mikrostruktur ferritik–pearlitik atau ferrit dengan pulau bainit tergantung pada pemrosesan. Rute pemrosesan yang khas adalah pelunakan kontinu dan pemrosesan kontrol termomekanis untuk mencapai kekuatan hasil dan ketangguhan yang ditargetkan.

• Substrat S350GD+Z dan S350GD+AZ memiliki mikrostruktur bulk yang sama karena pelapisan diterapkan setelah penggulungan dingin/pelunakan dan sebelum atau setelah penggulungan temper tergantung pada praktik pabrik.
• Normalisasi: akan memperhalus ukuran butir dan dapat meningkatkan kekuatan hasil/tarik tergantung pada laju pendinginan; biasanya tidak diterapkan pada lembaran dingin yang dilapisi.
• Quenching & tempering: tidak berlaku untuk lembaran S350GD yang disuplai secara komersial — kelas ini disediakan dalam kondisi diproses termomekanis/pelunakan daripada yang dikeraskan dan ditempa.
• Penggulungan termomekanis: digunakan oleh pabrik untuk mengontrol kekuatan dan ketangguhan dalam substrat tanpa ketergantungan berat pada karbon. Ini memberikan kombinasi yang baik antara kekuatan dan kelenturan.

Efek aplikasi pelapisan: - Mandi pelapisan celup panas (seng atau aluminium-silikon) memperkenalkan paparan termal; mikrostruktur substrat stabil untuk S350GD, tetapi lapisan intermetallic pelapisan/substrat dapat terbentuk berbeda untuk sistem Zn dan Al–Si dan mempengaruhi kekerasan permukaan dan kelenturan secara lokal.

4. Sifat Mekanik

Tabel di bawah ini merangkum karakteristik mekanik yang khas. Rentang numerik untuk kekuatan tarik dan perpanjangan bersifat indikatif; nilai akhir tergantung pada pemasok, ketebalan, dan temper.

Sifat	S350GD+Z	S350GD+AZ
Kekuatan Hasil (min)	350 MPa (penunjukan kelas)	350 MPa (penunjukan kelas)
Kekuatan Tarik (tipikal)	Umumnya dalam rentang sedang di atas hasil; spesifik pemasok (lihat lembar data pabrik)	Mirip dengan +Z; substrat menentukan kekuatan tarik bulk
Perpanjangan (A%)	Kelenturan yang memadai untuk pembentukan dingin; tergantung pada ketebalan dan praktik roll-anneal	Sebanding dengan +Z untuk substrat; pelapisan dapat mempengaruhi inisiasi retak permukaan
Ketangguhan Dampak	Baik pada suhu kamar; ketangguhan suhu rendah sesuai sertifikasi pabrik	Ketangguhan bulk serupa; efek permukaan dapat sedikit mengubah perilaku notch
Kekerasan	Kekerasan substrat ditentukan oleh pemrosesan; pelapisan sedikit mengubah kekerasan permukaan (Zn lebih lunak, Al–Si sering lebih keras)	Lihat kolom di kiri — pelapisan Al–Si biasanya menghasilkan film permukaan yang lebih keras daripada Zn

Mana yang lebih kuat/lebih tangguh/lebih lentur dan mengapa: - Kekuatan dan ketangguhan terutama ditentukan oleh substrat (S350GD): kedua pelapisan tidak secara signifikan mengubah sifat mekanik bulk. - Pelapisan permukaan dapat mempengaruhi ketangguhan yang tampak pada penampang tipis atau di permukaan langsung karena lapisan intermetallic yang rapuh (lebih menjadi perhatian dengan beberapa pelapisan aluminized). - Kelenturan untuk pembentukan secara efektif sama dalam substrat, tetapi kemampuan praktis lembaran yang dilapisi akan tergantung pada kelenturan pelapisan dan adhesi.

5. Kemampuan Las

Kemampuan las substrat S350GD umumnya baik karena karbon rendah dan paduan yang terkontrol, menjadikannya cocok untuk proses penyambungan umum (GMAW/MIG, SMAW, pengelasan laser, pengelasan resistensi) ketika praktik terbaik diikuti.

Rumus setara karbon dan kecenderungan retak yang berguna (interpretasikan secara kualitatif): - Setara karbon International Institute of Welding: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Rumus Pcm Eropa Internasional: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretasi: - Nilai $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$ yang rendah menunjukkan kerentanan retak dingin yang lebih rendah dan kemampuan las yang lebih mudah. S350GD dirancang untuk menjaga karbon dan paduan agresif rendah, menghasilkan indeks yang menguntungkan. - Pertimbangan pelapisan: - S350GD+Z (Zn): Seng menghasilkan uap dan asap seng selama pengelasan busur; las harus dipersiapkan dengan menghapus pelapisan dari area sambungan untuk menghindari porositas, bahaya asap, dan kerapuhan logam las. - S350GD+AZ (Al–Si): Pelapisan kaya aluminium dapat membentuk oksida refraktori dan intermetallic dengan titik lebur lebih tinggi di zona las; penghapusan pelapisan sebelum pengelasan disarankan, dan parameter pengelasan mungkin memerlukan penyesuaian untuk menghindari cacat las. - Pemanasan awal/perlakuan pasca-las: biasanya tidak diperlukan untuk substrat S350GD yang tipis, tetapi ikuti panduan pemasok untuk bagian yang lebih tebal dan untuk permukaan yang dilapisi untuk mengelola siklus termal dan risiko hidrogen.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• S350GD+Z (seng celup panas): Memberikan perlindungan katodik korosif. Seng terkorosi secara preferensial, melindungi baja bahkan di mana pelapisan tergores. Ketahanan korosi atmosfer umum yang baik dan perlindungan galvanik yang sangat baik ketika baja bersentuhan dengan logam lain.
• S350GD+AZ (aluminium-silikon): Pelapisan Al–Si lebih berfungsi sebagai penghalang dan membentuk oksida aluminium yang stabil yang tahan terhadap oksidasi suhu tinggi dan menawarkan kinerja yang lebih baik dalam beberapa lingkungan oksidasi suhu tinggi dan siklik. Pelapisan kaya Al kurang korosif dan lebih berorientasi pada penghalang.

Kapan indeks tipe stainless berlaku: - PREN (Angka Setara Ketahanan Pitting) tidak berlaku untuk substrat non-stainless ini, tetapi untuk referensi: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ - Gunakan PREN hanya untuk paduan stainless; untuk baja karbon yang dilapisi, evaluasi mekanisme korosi pelapisan (korosif vs penghalang), ketebalan pelapisan, dan paparan lingkungan.

Pengecatan dan penyelesaian: - Kedua pelapisan menerima cat, tetapi perlakuan pra-permukaan mungkin berbeda. Permukaan tergalvanisasi memerlukan lapisan konversi kromat atau fosfat untuk adhesi optimal; permukaan aluminized mungkin memerlukan primer yang berbeda untuk kompatibilitas. Konsultasikan dengan vendor pelapisan dan cat untuk persetujuan sistem.

7. Fabrikasi, Kemudahan Pemesinan, dan Kemampuan Pembentukan

• Pemotongan: Pemotongan laser, plasma, dan geser umum digunakan untuk kedua pelapisan. Parameter pemotongan dan kualitas terak bervariasi berdasarkan jenis pelapisan; pelapisan Al–Si mungkin menghasilkan lebih banyak terak refraktori.
• Pembengkokan/pembentukan: Kemampuan pembentukan substrat serupa, tetapi perilaku pelapisan berbeda:
• Pelapisan Zn relatif lentur dan dapat mentolerir jari-jari bengkok yang lebih ketat; namun, lapisan seng dapat retak atau mengelupas jika tidak diproses dengan baik.
• Pelapisan Al–Si lebih keras dan lebih rapuh — dapat retak pada bengkokan ketat atau operasi stamping yang parah dan dapat menunjukkan oksidasi putih pada area yang retak.
• Kemudahan pemesinan: Pengeboran dan pengetapan menghasilkan karakteristik serutan dan keausan alat yang berbeda tergantung pada apakah Zn atau Al–Si ada; Al–Si mungkin lebih abrasif terhadap alat.
• Penyelesaian permukaan dan kondisi tepi: Tepi yang dipangkas setelah pelapisan mungkin menunjukkan baja yang terekspos; perlindungan pasca-proses dan pengecatan perbaikan adalah hal yang umum.

8. Aplikasi Tipikal

Area aplikasi	S350GD+Z (tergalvanisasi)	S350GD+AZ (aluminized / Al–Si)
Envelope bangunan (fasad, pelapisan)	Umumnya digunakan untuk ketahanan korosi umum dan perlindungan yang hemat biaya	Digunakan di mana kinerja penghalang suhu tinggi atau jangka panjang diperlukan
Atap dan barang air hujan	Pilihan umum untuk paparan atmosfer	Dipilih untuk lingkungan dengan siklus termal yang lebih tinggi atau kebutuhan estetika tertentu
Panel struktural otomotif	Digunakan untuk perlindungan korosi pada bodi putih di mana pengecatan mengikuti	Dipilih untuk komponen yang terpapar panas atau di mana kompatibilitas galvanik dengan logam lain menjadi perhatian
HVAC, ductwork	Umumnya ditentukan	Digunakan di mana ketahanan aluminized suhu tinggi bermanfaat
Peralatan industri (suhu rendah-menengah)	Pilihan standar	Dipilih ketika ketahanan oksidasi pada suhu tinggi diperlukan
Elemen arsitektural yang terekspos	Opsi ekonomis dengan perlindungan korosif	Digunakan untuk aplikasi arsitektural yang lebih lama, dengan biaya lebih tinggi di mana penyelesaian permukaan Al diinginkan

Rasional pemilihan: - Pilih S350GD+Z untuk perlindungan korosi atmosfer yang luas dengan biaya lebih rendah dan di mana perlindungan korosif bermanfaat. - Pilih S350GD+AZ di mana paparan suhu tinggi, ketahanan oksidasi, atau perilaku penghalang tertentu diperlukan, dan di mana biaya sedikit lebih tinggi dapat dibenarkan.

9. Biaya dan Ketersediaan

• S350GD+Z (seng): Umumnya lebih banyak tersedia dan kompetitif dalam biaya karena infrastruktur galvanisasi yang matang dan permintaan yang tinggi. Menawarkan berbagai ketebalan pelapisan untuk memenuhi kebutuhan umur layanan.
• S350GD+AZ (aluminium-silikon): Kurang umum; ketersediaan mungkin lebih terbatas dan biaya sedikit lebih tinggi karena bak pelapisan yang khusus dan volume produksi yang lebih rendah. Waktu tunggu dapat lebih lama tergantung pada pasar dan kemampuan pabrik.
• Bentuk produk: Kedua kelas disuplai dalam gulungan dan lembaran. Ketebalan pelapisan kustom, temper (penyelesaian permukaan dan kemampuan pengecatan), dan perlakuan pasca-pelapisan dapat mempengaruhi waktu tunggu dan biaya.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Parameter	S350GD+Z	S350GD+AZ
Kemampuan Las (praktis)	Kemampuan las substrat yang baik; harus menghapus Zn di las untuk mengontrol asap/porositas	Kemampuan las substrat yang baik; penghapusan Al–Si disarankan dan parameter pengelasan disesuaikan
Kekuatan–Ketangguhan	Ditentukan oleh substrat; serupa untuk keduanya	Ditentukan oleh substrat; serupa untuk keduanya
Biaya	Lebih rendah / tersedia luas	Lebih tinggi / lebih khusus

Kesimpulan: - Pilih S350GD+Z jika Anda membutuhkan perlindungan korosi atmosfer yang hemat biaya dan umum dengan perilaku korosif, mudah untuk pengecatan ulang, dan ketersediaan yang luas. Ini biasanya menjadi pilihan default untuk bangunan, atap, dan banyak penggunaan industri umum. - Pilih S350GD+AZ jika aplikasi melibatkan suhu tinggi, lingkungan oksidatif, atau di mana pelapisan tipe penghalang dengan stabilitas suhu tinggi yang lebih baik dan penampilan yang berbeda diperlukan; harapkan biaya lebih tinggi dan pertimbangkan implikasi pembentukan/pengelasan dalam perencanaan pengadaan dan fabrikasi.

Rekomendasi akhir: dasarkan keputusan terutama pada lingkungan layanan dan batasan fabrikasi. Untuk aplikasi struktural dan eksterior standar, S350GD+Z biasanya akan memberikan keseimbangan terbaik antara biaya, perlindungan, dan kemudahan fabrikasi. Untuk lingkungan termal atau kimia yang khusus di mana penghalang pelapisan aluminium-silikon dan ketahanan suhu tinggi menambah nilai siklus hidup yang terukur, S350GD+AZ adalah pilihan teknis yang lebih baik.